近日，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)研究乳酸鏈球菌素（nisin）和高壓二氧化碳（high-pressure carbon dioxide，HPCD）對(duì)枯草芽孢桿菌孢子中核酸、可溶性蛋白、Mg2+、Ca2+、K+和吡啶二羧酸結(jié)構(gòu)變化和滲漏的協(xié)同作用。HPCD和Nisin均用于滅活枯草芽孢桿菌孢子。HPCD聯(lián)合Nisin處理的孢子死亡率顯著高于單獨(dú)使用HPCD處理的孢子。孢子死亡的主要原因是由于孢子滲透性的變化和結(jié)構(gòu)損傷引起的組分滲漏。HPCD處理破壞了孢子的超微結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致核酸、Mg2+、Ca2+、K+和吡啶二羧酸從孢子中泄漏，而HPCD結(jié)合Nisin破壞了孢子膜，導(dǎo)致孢子死亡，二者發(fā)揮協(xié)同作用。該研究評(píng)價(jià)了HPCD和Nisin的協(xié)同作用，為HPCD和Nisin的潛在聯(lián)合應(yīng)用提供了依據(jù)。

Introduction

食品殺菌對(duì)食品加工和安全至關(guān)重要。與高溫加熱相比，加壓二氧化碳（HPCD）的處理?xiàng)l件更溫和，可以在不改變食品風(fēng)味和營養(yǎng)成分的情況下滅活微生物。然而單獨(dú)用HPCD處理不能有效失活細(xì)菌孢子。因此，在確保食品質(zhì)量的同時(shí)，利用安全高效的食品添加劑輔助HPCD滅活孢子至關(guān)重要。Nisin是一種含有34個(gè)氨基酸殘基的肽，可抑制或滅活食品中的革蘭氏陽性腐敗菌，尤其是細(xì)菌孢子。HPCD和Nisin的協(xié)同殺菌活性已被食品工業(yè)用于滅活細(xì)菌營養(yǎng)體，然而，對(duì)于具有更高抗性的細(xì)菌孢子，HPCD與Nisin聯(lián)合作用的影響尚不清楚。本研究選擇枯草芽孢桿菌孢子作為模型體系，研究了HPCD和Nisin聯(lián)合處理對(duì)芽孢結(jié)構(gòu)和胞內(nèi)成分泄漏的影響及機(jī)制。

HPCD處理120 min后孢子失活率為79.04%，而Nisin-HPCD處理90 min后孢子失活率為97.82%，顯著高于單一處理組（P<0.05），說明Nisin結(jié)合HPCD滅菌產(chǎn)生了協(xié)同作用。

核酸及其衍生物是重要的細(xì)胞成分，在正常情況下不會(huì)泄漏到細(xì)胞外空間。因此，核酸泄漏量可以間接指示對(duì)孢子壁/膜的損傷程度。不同處理組中泄漏核酸的吸光度值隨著作用時(shí)間的增加而增加。然而，在0~90 mim之間，Nisin-HPCD處理后的核酸滲漏程度大于HPCD或Nisin單次處理后的滲漏程度，并且差異顯著（P<0.05）。2,6-吡啶二羧酸（DPA）是芽孢的特征性物質(zhì)，其主要存在于芽孢的核心，而沒有發(fā)現(xiàn)其存在于細(xì)菌的營養(yǎng)體中。在HPCD處理組和Nisin-HPCD處理組中均發(fā)生了DPA的泄漏現(xiàn)象，同時(shí)，Nisin-HPCD處理組中DPA的泄漏量均高于HPCD處理組，這說明Nisin的添加增大了芽孢內(nèi)DPA的泄漏量。

Mg2+、Ca2+和K+穩(wěn)定細(xì)胞壁和膜結(jié)構(gòu)，K+在調(diào)節(jié)細(xì)胞膜通透性方面也起著關(guān)鍵作用。因此，這些金屬離子的泄漏損壞了壁和膜。Nisin-HPCD處理后孢子會(huì)泄漏更多的Ca2+、Mg2+ 和K+。然而，在Nisin處理組中，Mg2+、Ca2+ 和K+的泄漏濃度最小，這可能是因?yàn)镹isin單獨(dú)處理對(duì)孢子結(jié)構(gòu)的影響可以忽略不計(jì)。

未經(jīng)處理的孢子包膜完整清晰，孢子呈光滑橢圓形，說明孢子結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化。孢子樣品處理后孢子結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，出現(xiàn)皺紋，胞內(nèi)成分變薄，呈現(xiàn)異質(zhì)性，Nisin-HPCD處理后芽孢被刺破。

總之，HPCD對(duì)孢子壁和孢子膜具有損傷作用，而Nisin具有協(xié)同殺菌作用，使胞內(nèi)化合物滲漏增加，導(dǎo)致孢子死亡。

Abstract

本文研究了乳酸鏈球菌肽和高壓二氧化碳（HPCD）對(duì)枯草芽孢桿菌孢子中核酸、可溶性蛋白、Mg2+、Ca2+、K+和2,6-吡啶二吡啶酸結(jié)構(gòu)變化和滲漏的協(xié)同作用。HPCD和乳酸鏈球菌肽輔助劑均用于滅活枯草芽孢桿菌孢子。HPCD聯(lián)合乳酸鏈球菌素處理的孢子死亡率明顯高于單獨(dú)使用HPCD處理的孢子（P＜0.05），造成孢子死亡的主要原因是由于孢子通透性的變化和結(jié)構(gòu)損傷引起的組分滲漏。HPCD處理破壞了孢子的超微結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致核酸、Mg2+、Ca2+、K+和2,6-吡啶二吡啶酸從孢子中泄漏，而輔助HPCD處理的乳酸鏈球菌肽破壞了孢子膜，導(dǎo)致孢子死亡并發(fā)揮協(xié)同作用。本研究評(píng)價(jià)了HPCD和細(xì)菌素乳酸鏈球菌素的協(xié)同作用。該調(diào)查為HPCD和乳酸鏈球菌肽的潛在聯(lián)合應(yīng)用提供了證據(jù)，以幫助確保該行業(yè)的食品安全。

相關(guān)鏈接：枯草芽孢桿菌，2,6-吡啶二羧酸，氨基酸，腐敗菌，偉業(yè)計(jì)量

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